汽车设计-平头货车.docx
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货车的整体设计（me=2000kg,=105km/h，f=0.02）
1载货汽车主要技术参数的确定
1.1汽车质量参数的确定
1.1.1汽车载客量和装载质量
汽车载客量：
2人
汽车的装载质量是指汽车在良好路面上行驶时所允许的额定装载，用me表示。
me=2000kg。
1.1.2汽车整车整备质量预估
1.质量系数ηmo选取
质量系数ηmo是指汽车装载质量与整车整备质量的比值：
（1-1）
根据表1-1：
表1-1各类汽车的整备质量系数ηmo
对于轻型载货汽车，质量系数为0.80-1.0，取ηmo=1.0。
2.估算整车整备质量mo
整车整备质量是指车上带有全部装备（包括随车工具、备胎等），加满燃料、水，但没有装货和载人的整车质量。
=/=2000/1.0=2000kg
1.1.3汽车总质量ma的确定
汽车总质量是指装备齐全，并按规定装满客、货时的整车质量。
商用货车的总质量ma由整备质量mo、载质量me和驾驶员以及随行人员质量三部分组成，乘员和驾驶员每人质量按65kg计，即
ma=mo+me+2×65kg=2000+2000+2×65=4130kg
表1-2质量参数：
载质量me（Kg）
质量系数ηm0
整车整备质量m0（Kg）
总质量（Kg）
2000
1.0
2000
4130
1.1.4汽车轴数和驱动形式的确定
总质量小于19吨的商用车一般采用结构简单、成本低廉的两轴方法，所以本车的轴数定为二轴。
商用车多采用结构简单、制造成本低的42驱动的形式。
所以本车采用42后双胎的驱动形式。
1.2汽车主要尺寸的确定
1.2.1汽车的外廓尺寸
我国法规对载货汽车外廓尺寸的规定是：
总高不大于4米，总宽不大于2.5米，总长不大于12米。
一般载货汽车的外廓尺寸随载荷的增大而增大。
在保证汽车主要使用性能的条件下应尽量减小外廓尺寸。
参考同类车型，取外廓尺寸:
5046×1960×2011mm（长×宽×高）。
1.2.2汽车轴距L的确定
在汽车的主要性能，装载面积和轴荷分配等各个方面的要求下选取。
轴距L对汽车总长、汽车最小转弯半径、传动轴长度、纵向通过半径等有影响。
各类载货汽车的轴距选用范围如表1-3所示。
表1-3载货汽车的轴距和轮距
4×2
货车
总质量（t）
轴距（mm）
轮距（mm）
1.8-6.0
2300-3600
1300-1650
选取L=2800mm。
1.2.3汽车前轮距B1和后轮距B2
汽车轮距B应该考虑到车身横向稳定性,在选定前轮距B1范围内，应能布置下发动机、车架、前悬架和前轮，并保证前轮有足够的转向空间，同时转向杆系与车架、车轮之间有足够的运动空间间隙。
主要取决于车架后部宽度、后悬架宽度和轮胎宽度,同时还要考虑车轮和车架之间的间隙。
各类载货汽车的轮距选用范围如表1-3所示。
考虑本次课设实际要求和根据表1-3提供的数据，前轮距B1=1650mm, 后轮距B2=1597mm。
1.2.4汽车前悬LF和后悬LR的确定
前悬尺寸对汽车通过性、碰撞安全性、驾驶员视野、前钢板弹簧长度、下车和上车的方便性以及汽车造型等均有影响。
初选的前悬尺寸，应当在保证能布置各总成、部件的同时尽可能短些。
后悬尺寸对汽车通过性、汽车追尾时的安全性、货厢长度、汽车造型等有影响，并决定于轴距和轴荷分配的要求。
总质量在1.8～14.0t的货车后悬一般在1200～2200mm之间。
参考同类车型，取LF=891mm，LR=1355mm。
1.2.5汽车的车头长度
货车车头长度指从汽车的前保险杠到驾驶室后围的距离,车身形式对车头长度有绝对影响。
平头型货车一般在1400-1500mm之间，参考同类车型，车头长度取1472mm。
1.2.6汽车车厢尺寸的确定
参考同类车型，考虑本车设计要求，确定本车车箱尺寸：
3373mm×1950mm×370mm。
2载货汽车主要部件的选择
2.1发动机的选择
2.1.1发动机型式的选择
目前汽车发动机主要采用往复式内燃机,分为汽油机和柴油机两大类。
当前在我国的汽车上主要是汽油机,由于柴油机燃油经济性好、工作可靠、排气污染少,在汽车上应用日益增多。
轻型汽车可采用汽油机和柴油机,参考同类车型,本车选取柴油发动机。
2.1.2发动机的最大功率
汽车的动力性主要取决于发动机的最大功率值,发动机的功率越大,动力性就好。
最大功率值根据所要求的最高车速计算,如下:
=（+）（2-1）
式中：
………最大功率,kw
…………传动系效率,对于单级减速器，取0.9
g……………重力加速度,
f…………滚动阻力系数,取0.02
…………空气阻力系数,取0.7
A…………汽车的正面迎风面积,本车
A=2.011•1.7=3.419
…………汽车总质量,本车为4130kg
…………汽车最高车速,本车为105km/h
带入相关数据,可得:
=（+）=67.20kw
于是，发动机的外特性功率为:
=×（1.10～1.15）=（73.92～77.28）kw
即在73.92～77.28kw之间选择发动机。
选取朝阳柴油机厂的CY4105Q型柴油机，主要参数见表2-1，其总功率外特性曲线如附录图2.1所示。
表2-1发动机主要技术参数
CY4105Q型主要技术参数
型 号：
CY4105Q
形 式：
立式直列、水冷、四冲程、自然吸气式
气缸数：
4—105×118
工作容积：
4.087
燃烧室形式：
直喷四角型燃烧室
压缩比：
17.5:
1
额定功率/转速：
74/3000
最大扭矩/转速：
265/2000
标定工况燃烧消耗率：
231.6
全负荷最低燃油消耗率：
209.4
最高空载转速：
3300
怠速稳定转速：
≤700
机油消耗率：
≤1.63
工作顺序：
1-3-4-2
噪声限制：
117
烟 度：
≤2.3
排放标准：
达欧洲Ι号标准
整机净质量：
330
外形参考尺寸：
921×651×751
图2.1
2.1.3发动机最大转矩及其相应转速的选择
当发动机最大功率和相应的转速确定后,则发动机最大转矩和相应转速可随之确定,其值由下式计算:
==（2.2）
式中:
：
转矩适应性系数,一般1.1～1.3,取1.1；
：
最大功率时的转矩,
：
最大功率,kw
：
最大功率时转速,r/min
：
最大转矩,
而=1.4-2.0,则有:
==1.5<2.0
=1.1×=259.12N·m<265N·m
满足所选发动机的最大转矩及相应转速要求。
2.2轮胎的选择
轮胎所承受的最大静负荷与轮胎额定负荷之比称为轮胎负荷系数,大多数轮胎负荷系数取为0.9～1.0，以免超载。
本次课程设计后轮采用双胎。
单胎承载量为:
=1.1×4130／6=757.17kg
根据GB9744-1997，此车选用7.50R16LT轻型载重普通断面子午线轮胎。
选取轮胎参数见下表2-3
轮胎规格
层数
断面宽度
外直径
负荷下静半径
最小展平宽度
相应
气压
最大使用尺寸外直径
公路
花纹
越野
花纹
7.50R16LT
6,8,10，12，14
215mm
805mm
815mm
375mm
170mm
350kPa
825mm
表2-3轮胎参数
2.3车架的选择
参考《中国汽车零配件大全》一书，选取：
边梁式车架（轴距2800mm）：
4614mm×860mm×180mm
前要断面尺寸：
180mm×69mm×3mm
重量：
118.5kg
满载负荷：
30kN
2.4油箱
参考同类车型，选取08AL型，镀铅板，筒式，滚焊，70L，402mm×282mm×680mm
2.5离合器
双片干式盘形磨擦离合器
2.6万向传动轴十字轴万向节连接
3轴荷分配及质心位置计算
3.1平静时的轴荷分配及质心位置计算
总布置的侧视图上确定各个总成的质心位置,及确定各个总成执行到前轴的距离和距地面的高度。
根据力矩平衡的原理,按下列公式计算各轴的负荷和汽车的质心位置:
（3.1）
式中:
、、……总成的质量，kg
、、……各个总成质心到前轴的距离，m
、、……各个总成质心到地面的距离，m
、……后轴负荷，m
L………汽车轴距
………汽车质心到前轴的距离，m
汽车质心到后轴的距离，m
在总布置时,汽车的左右负荷分配应尽量相等，一般可以不计算，轴荷分配和质心位置应满足要求，否则，要重新布置各总成的位置，如调整发动机或车厢位置，以致改变汽车的轴距。
各总成质量及其质心到前轴的距离、离地高度见表3-2。
表3-1载货汽车轴荷分配
车型
满载（%）
空载（%）
前轴
后轴
前轴
后轴
4×2后轮双胎，平头式
30～35
65～70
48～54
46～52
x：
各部件质心到前轮中心线的距离（单位：
mm）
y：
各部件质心到地面线的距离（单位：
mm）
表3-2各部件质心坐标及质量
主要部件
部件质量（kg）
空载时质心坐标
满载时质心坐标
（x,y）
（x,y）
发动机及其部件
350
（50，700）
（50,600）
离合器及操纵机构
12
（860,550）
（860,450）
变速器及离合器壳
70
（1250,550）
（1250,450）
万向节传动
22
（2300,530）
（2300,4300）
后轴及后轴制动器
215
（2800,440）
（2800,340）
后悬及减震器
110
（2800,470）
（2800,370）
前悬及减震器
50
（0,480）
（0,380）
前车轮及轮胎总成
100
（0,375）
（0,375）
前轴、前制动器、转向梯形
148
（200,450）
（200,350）
车后轮及轮胎总成
185
（2800,375）
（2800,375）
车架及支架、拖钩装置
215
2200,530
（2200,430）
转向器
25
（200,600）
（200,500）
手制动器及操纵机构
28
（-200,1050）
（-200,950）
制动驱动机构
50
（-300,650）
（-300,550）
油箱及油管
22
（1500,500）
（1500,400）
消声器及排气管
8
（1200,470）
（1200,370）
蓄电池组
50
（1500,500）
（1500,400）
仪表及其固定零件
20
（800,950）
（800,850）
车厢总成
170
（1400,900）
（1400,800）
驾驶室
100
（400,1000）
（400,900）
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